초록 ▼

○ 연구개요
지난 3년간의 연구사업을 통해 반응성 부산물 활용 내부양생 기술에 대해 연구하였으며 이 기술이 시멘트계 구조물(모르타르 및 콘크리트 기반)의 수축과 내구성을 동시에 개선하여 사용연한을 증가시킬 수 있음을 정량적으로 확인하였다. 그러나, 동시에 1) 반응성 부산물은 기존의 일반 내부양생용 재료인 소성팽창형 인공경량골재에 비해 자기수축 저감효과가 상대적으로 낮다는 것을 발견하였다. 이는 표면의 반응성으로 인해 표면공극조직이 치밀해짐에 따라 골재의 발수속도가 감소했기 때문이다. 동시에 2) 내부양생 기술은 자기수축 제거

○ 연구개요
지난 3년간의 연구사업을 통해 반응성 부산물 활용 내부양생 기술에 대해 연구하였으며 이 기술이 시멘트계 구조물(모르타르 및 콘크리트 기반)의 수축과 내구성을 동시에 개선하여 사용연한을 증가시킬 수 있음을 정량적으로 확인하였다. 그러나, 동시에 1) 반응성 부산물은 기존의 일반 내부양생용 재료인 소성팽창형 인공경량골재에 비해 자기수축 저감효과가 상대적으로 낮다는 것을 발견하였다. 이는 표면의 반응성으로 인해 표면공극조직이 치밀해짐에 따라 골재의 발수속도가 감소했기 때문이다. 동시에 2) 내부양생 기술은 자기수축 제거를 위한 기술이므로 일부 건조수축이 증가하는 경우도 있다. 따라서, 이에 대한 후속연구로 부산물의 내부양생 효율을 자기/건조수축의 관점에서 동시에 개선하는 연구를 수행하였다.

○ 연구 목표대비 연구결과
(주목표) 단위결합재량 450~800 kg/m3급 고성능 시멘트 복합재료에 부산물 활용 내부양생 적용
- 단위결합재량 450~800 kg/m3급 고성능 시멘트 모르타르 3종(28일 강도 70 MPa 이상, 91일 강도 80 MPa 이상)의 수축량 검토, 1) 보통 포틀랜드 시멘트 (OPC) 100 %, 2) 슬래그 시멘트 (슬래그 50%/70%), 3) 알칼리활성 슬래그 (OPC 0%),
- 위 결합재에 다음의 수축저감 기술을 적용: 1) 일반 저품질 순환골재: 내부양생, 2) 탄산화 처리 저품질 순환골재: 내부양생 효율 개선, 3) 순환유동층 보일러(CFBC)애시: 팽창 유도형 보조결합재
(세부목표1) 14일 자기수축 200 microstrain 이하 (비고: 일반 슬래그 시멘트 모르타르 600~800 microstrain)
- 내부양생 기술 사용: 14일 자기수축 200 microstrain 전후 (일반 잔골재 대비 순환골재 50% 적용) 팽창 유도형 보조결합재 사용: 14일 자기수축 100 microstrain 전후 (OPC80%+CFBC ash20% 모르타르)
(세부목표2) 91일 건조수축 1000 microstrain 이하 (비교군: 일반 슬래그 시멘트 모르타르 1400~1800 microstrain)
- 내부양생 기술 사용: 91일 건조수축 1000 microstrain (일반 잔골재 대비 순환골재 50% 적용)
- 팽창 유도형 보조결합재 사용: 91일 건조수축 1000 microstrain 이하 (슬래그 시멘트+CFBC ash14% 배합)
(정량목표) SCI 논무 3편, 특허출원 3건
- SCI 논문 총 6편 게재완료(기여도 환산 편수 4편): 게재 논문 6편 중 1편 JCR 상위 24%, 3편 상위 6.8 %, 1편 상위 4.7%, 1편 상위 3.2 %
- 국내 특허 출원 3건: 이 중 1건 등록 완료

○ 연구개발결과의 중요성
1. 기술적/학문적 측면
- Hydration Kinetic 분석을 활용해, 내부양생 효율 변화에 대한 메커니즘을 규명
- 개발된 기술을 통해 건설 구조물의 내구성향상 및 사용연한연장 도모
- 국내 실정에 맞는 고성능 콘크리트 구조물의 내부양생 기술
- 국내 초기단계에 머물러 있는 해당 기술 선점을 통한 향후 첨단 건설분야의 세계적 선두도약 위한 발판 마련
2. 경제적/산업적 측면
- 부산물을 활용한 내부양생 효과의 효율개선을 통한 부산물 골재 사용량 감소: 현장의 QC가 용이
-구조물의 사용연한연장기술을 통해 유지보수를 최소화 할 경우, 현재 전세계에서 건설 구조물 유지·보수에 소비되고 있는 약 80억 달러의 사회비용 중 일부의 절감이 가능
- 기존 고성능 콘크리트 구조물 이외에도 Mega-structure, 부유식 해양 구조물의 시공 현실화에 기여

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1.1 최종 목표 ... 5
• 1.2 연차별 개발 목표 및 결과 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1. 연구결과 ... 6
• 2.2. 최종 결론: 목표 달성 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 3.1. 기술적/학문적 측면 ... 14
• 3.2. 경제적/산업적 측면 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 34